保护层开采被保护层膨胀变形分析方法

基于传统的膨胀变形特征分析多是对被保护层在法线方向上通过测量两个定点 的距离变化来表征,这种从“两个定点”距离变化角度分析膨胀变形的方法只考虑被保 护层在法线方向上的变形特征,不能反应出被保护层的横向变形。针对计算结果不能全 面、准确的反应煤岩体的膨胀变形特征问题,首次提出了保护层开采过程中被保护层膨 胀变形的“四个定点围域面积”分析方法,该方法通过面积膨胀变化分析被保护层膨胀 变形特征。研究分析了在开采实践和实验室中“四个定点围域面积”的监测方案、面积 分析计算方法和“四个定点围域面积”的合理尺度。以沙曲矿多煤层开采相似模拟为背 景,分析了不同尺度下“四个定点围域面积”分析法的精度。研究表明,“四个定点围 域面积”分析方法较“两个定点”分析方法精度更高,被保护层厚度1倍尺度围域内划 分的面积单元格越多,膨胀变形计算精度越高。     

污染物环境界面行为的多尺度计算模拟

污染物的环境界面行为研究一直是环境科学领域的核心和热点内容之一.借助于计算方法能够突破实验方法分析水平的限制,提供从微观到介观的多尺度上的污染物界面行为的化学机制与结构特征.量子力学方法、全原子分子动力学模拟和基于粗粒化体系模型的分子动力学模拟及耗散粒子动力学模拟等不同分子间作用计算方法可依次从原子尺度、分子尺度到介观尺度实现污染物环境界面行为的模拟分析,提供丰富多样的污染物与环境表面相互作用信息.本文综述了典型分子间作用计算模拟方法在污染物的环境界面生成、吸附乃至催化转化等方面的应用进展,分析了现有研究存在的问题和不足,并对未来的研究重点提出了展望.     

城市空气质量连续监测数据处理方法研究

规范的城市空气质量连续监测数据处理方法是客观表述空气质量状况的前提,是将科学数据转化为决策信息的桥梁。城市空气质量的表述应包含污染物、时间、空间和信息服务对象4项基本要素,因此,连续监测数据的处理应采用多时空尺度分析方法,结合污染物特性及污染源排放信息分析空气污染状态、趋势和原因,为各干系人提供可靠的城市空气质量信息。按照国家标准,时间的表述应细化到小时尺度,空间的表述则按照监测点及其代表区域,并将受体暴露程度纳入评价指标,以不同时空尺度下污染物浓度达标率和空气质量人口天数为主要指标评价城市空气质量。针对各干系人的具体要求提供不同类型的城市空气质量报告,并及时收集公众的信息反馈,补充和完善城市空气质量评估。     

LNE-CFD数值模拟技术的研究与应用

采用从微观到宏观的多尺度方法,对电除尘器的关键部件进行了深入研究,成功开发出一种新的电除尘器数值模拟技术LNE-CFD。应用结果表明,对于现有结构及布置方式的电除尘器,LNE-CFD模拟结果准确,可代替物模试验。LNE-CFD模拟技术对电除尘器的优化设计和机理研究具有重要意义。     

汉江流域1961～2018年多尺度气象干旱时空演变特征

干旱是一种最常见的自然灾害,随着人类活动和气候变化的加剧,干旱事件的发生愈发频繁,对人类的生产生活产生了巨大影响.基于1961～2018年汉江流域0.25°×0.25°格点降水资料,选用标准化降水指数(SPI)定量分析了汉江流域的月尺度、季尺度、年尺度气象干旱的干旱趋势、干旱频率及干旱强度,揭示了汉江流域气象干旱发生的时空演变特征.结果表明:(1)SPI值能较好的反映汉江流域气象干旱变化特征,随着时间尺度的增加,SPI值波动幅度减小,稳定性增强.月、季、年尺度SPI序列的突变年份分别为1980、1988、1994年,季尺度和年尺度SPI序列分别表现出2和4年的显著周期性特征.(2)汉江流域自20世纪90年代以来呈现中部地区干旱化、东部和西部地区湿润化的趋势,干旱发生频率总体呈上升趋势,干旱强度呈现中部高,东西低的特征.其中丹江口水库附近区域和唐白河下游段呈显著干旱化趋势,丹江口以上区域干旱频率最高,干旱强度最大,轻旱、中旱事件频发.(3)各地区的季节性气象干旱特征具有一定差异性.丹江口以下地区秋旱趋势最显著,唐白河地区夏旱发生频率最高,且以轻旱、中旱事件为主,丹江口以上地区秋旱强度最高.     

滇中高原区降水量50年的时空变化

根据云南境内滇中高原区的昆明、楚雄、大理、玉溪、蒙自、马龙等30个气象站自建站20世纪50年代～2010年的逐月降水量,逐年最大1h、6h、24h降水量等资料,采用Mann-Kendall趋势检验、Morlet小波变换分析等对各站不同时间尺度的降水量变化趋势进行分析检验。结果表明,自有观测记录以来各站的短历时最大1h、6h、24h降水量普遍呈增大趋势。而月、夏季、年降水量序列则有增有减,高原上宾川-祥云、元谋、蒙自-建水等各个传统的干旱区降水量都是持续增加,干湿季节的差异性在缩小,特殊地,马龙的短历时降水(最大1h、6h)显著地增大,但其最大月、夏季和年降水系列都为减少的相反趋势。总体上,最大1h、6h、24h降水量呈4(或7)、23a的周期性,最大月、夏季、年降水量则呈6、21a的周期性。全球气候变化趋势的不可逆转性,使滇中高原区极端降水事件发生的频次不仅越来越多,其变化幅度也在呈增大趋势。     

多尺度环境因子对神农架香溪河流域底栖藻类的影响

相比单一尺度的环境因子,多尺度环境因子能更全面的反映流域水生生物空间分布.以香溪河流域溪流底栖藻类为例,选择海拔、土地利用、水质和水文指标,采用偏冗余分析和偏典范对应分析对四季的底栖藻类营养硅藻指数(TDI)、物种丰富度和群落组成进行方差分解,分析大小尺度环境因子分别对底栖藻类空间分布的影响程度.结果 显示:(1)TDI主要受到小尺度环境因子影响,解释率均为100％,无交互作用;(2)物种丰富度在不同季节分别受到大尺度和小尺度环境因子的影响,解释率均为100％,无交互作用;(3)底栖藻类组成主要受海拔的影响,并且与NO3-N有交互作用,为43％.虽然结果表明更多的小尺度环境因子对底栖藻类具有影响,但不能否认大尺度环境因子对整个流域底栖藻类分布的影响是长期而稳定的.     

国家园林县城省际分布格局演化及影响因素

针对中国城市分布格局研究方法上的不足,以国家园林县城这一特殊类型城市为例,采用探索性空间数据分析和不平衡指数等方法,刻画其数量省际分布格局的演化;综合运用逐步回归、地理加权回归和地理探测器模型,在省域尺度上探究其分布的影响因素及其空间异质性和交互作用。结果表明:(1)国家园林县城分布一直具有显著的全局和局部空间自相关性,所形成的空间异质性格局基本保持稳定,但数量在省际间的离散程度总体变大;(2)全社会固定资产投资、县城建成区绿地率、(自治)县旗数、地方一般公共预算收入是引致国家园林县城数量空间分异的显著性因素,其作用方向除后者外均为正向,作用强度以前者为强;(3)各因素的效应均存在明显的空间非平稳性,但其作用的空间分布模式互有区别;影响也并非相互独立,其间存在非线性增强型和双因子增强型两类交互作用,所产生的影响力均要大于单独作用时,其中县城建成区绿地率对其他因素的增强作用最为明显。     

1998～2016年长江经济带PM2.5时空演化的多尺度分析

基于全球大气PM_(2.5)年均浓度栅格数据集,采用重力模型、变异系数和探索性空间数据分析等方法,从区域、省域、市域、县域和栅格等多个尺度,对长江经济带PM_(2.5)时空演化特征进行系统分析。结果发现:(1)1998～2016年,长江经济带PM_(2.5)年均浓度均高于全国平均水平,且大体呈"倒U型"变化趋势,2005年是长江经济带PM_(2.5)年均浓度变化的重要拐点;(2)长江经济带PM_(2.5)的时空演化表现出显著的空间尺度效应,在不同空间尺度上,PM_(2.5)年均浓度的空间分异特征具有明显差别,但其空间差异均呈扩大态势;(3)长江经济带PM_(2.5)年均浓度存在显著的空间正相关性,且主要表现为高值集聚特征。     

不同空间尺度下危化品运输路径优化

为了解决化工园区危化品运输路径优化问题,研究了化工“园区间”与“园区内”2种空间尺度下危化品运输的影响因素差异性,提出以最小化运输阻抗、最小化运输风险和最小化风险敏感度为优化目标的不同空间尺度下危化品运输路径优化模型。通过目标量化确定每条路径上的目标值,将标准化后的目标值引入到Dijkstra算法和集成目标函数最优折衷路径的扩展标号法中,对危化品运输多目标优化模型进行求解。研究结果表明:不同空间尺度下的危化品运输最优路径不同,应根据危化品运输的实际情况对运输路径进行选择。最后,以平顶山某化工园区的抽象路网为例对优化模型进行验证。